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ja. Wieso meinst Du eigentlich, dass Bennos Schaltung unstabil ist?
Andererseits liefern die genannten ICs auch gleich hi- und loside-Treiber mit,
so dass sich der Aufwand insgesamt in Grenzen hält.
Mit dem MC1396 habe ich schon so einiges gemacht, die anderen beiden Vertreter sind recht ähnlich. Solltest Du Dir vielleicht mal anschauen.
Immerhin liegen die erreichbaren Wirkungsgrade >90%, bei Fortfall der sekundärseitigen Gleichrichtung sind 95% nicht unrealistisch.
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Schon kleinste Änderungen an Bennos Schaltung drücken die Hochspannung auf wenige hundert Volt zusammen.
Den Chip guck ich mir mal an...
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Die Schwingfrequenz -muss- allein von der Teslaspule bestimmt werden, da nur bei Resonanz der einzelnen Windungen dieser Spule (Einzelschwingkreise) die Hochspannung im mehrere kV Bereich richtig entstehen kann. Die Gesamt Induktivität der Teslaspule ist deswegen imho von untergeordneter Bedeutung für die Schwingfrequenz, da ja zu jeder Windung die gleiche Windungskapazität parallel liegt. Die Tesla Spule funktioniert weniger als Übertrager denn mehr als viele übereinander aufgestockte Parallelschwingkreise mit einem Kopplungsfaktor der Windungen untereinander mehr oder weniger weit unter 1 (Luftspule). Also für niedrige Schwingfrequenz: großer Windungsdurchmesser und mit dem Abstand zwischen den Windungen kann man die Frequenz der Spule (Kapazität von einer Windung auf die nächste) und den magnetischen Kopplungfaktor der Einzelwindungen / -schwingkreise tunen. Sehr wichtig ist eine sehr gleichmäßig gewickelte Zylinderspule, damit alle Windungen möglichst exakt die gleiche Resonanzfrequenz haben und damit eine sehr hohe Güte erreicht wird. Also ähnlich einer Bandfilter Kopplung beim ZF-Verstärker.
Weiterhin ist imho eine mehr oder weniger lose Kopplung zum "aufschaukeln" der Teslaspule wichtig. Beim bekannten Eintaktwandler werden bis zu 27 MHz erreicht und die Rückkopplung wird durch die offene 1/2 Windung (eine Mini-Kapazität!) am heißen Ende der TeslaSpule realisiert. Die Ansteuerschaltung mit PL519 polt dann eigentlich nur die Primärwicklung bzw. Stromflussrichtung der Speisung um. Habe nun auch mal den Eintaktwandler von Ulrich Haumann (plasmatweeter.de) simuliert und dabei bemerkt, das die Art und Höhe der Rückkopplung die Stromstärken wesentlich beeinflusst. Mir scheint weiterhin, das unerwartet hohe Blindleistungen im Kilovar Bereich auftreten, das vertragen viele Kondensatoren überhaupt nicht. Es fließen Blindströme im Ampere Bereich in der Teslaspule. Bei z.B 5kV sind das schnell 5kvar. Reihenkondensatoren könnten bei dieser Blindleistung ggf. explodieren. Daher leuchtet mir weiterhin ein, das die Tesla Spule recht dicken Draht haben muss, der möglichst versilbert ist. Litze ist ggf. nicht geeignet.
Ich habe mir auch noch weiter Gedanken gemacht, wie die Gegentakt Tesla Spule aufgebaut sein muss, damit nicht die elektronischen Geräte in der Umgebung gestört werden, so wie es Henry Westphal beim Power Tweeter (siehe Link oben im Thead) mit seiner Lötstation ergangen ist. Ich bin zu einer Konstruktion gekommen, wo nebeneinander zwei gleiche Tesla Spulen senkrecht angeordnet sind kalt unten, heiß oben, gleicher Wicklungssinn. Damit heben sich die magnetischen und statischen Felder sehr gut auf und die Magnetfelder beider Spulen koppeln aufeinander (geometrisch ähnlich wie bei LL Trafo Kern). Die Primärspule wird unten am kalten Ende der Tesla Spulen in Form einer "8" mit etwas Abstand um beide Tesla Spulen gewickelt, so das immer eine halbe Windung auf die eine Teslaspule koppelt die nächste halbe Windung der "8" auf die andere Teslaspule. Die Primärspule "die 8" hat damit (fast?) keine eigene Induktivität bzw. Selbstinduktion und damit kaum ein magnetisches Streufeld, trotzdem ist eine gute Kopplung zwischen primär und sekundär gewährleistet.
Weiterhin denke ich, das eine kapazitive Kopplung, wie bei der Eintaktschalung ggf. störanfällig und ungenau ist. Besser ist wahrscheinlich die Steuerung des Generators vom kalten Ende der Tesla Spule gegen Masse. Die beiden Tesla Spulen sind also an den kalten Enden nicht miteinander verbunden, sondern dort sitzt der Steuer-/Syncron Eingang des GT-Generators, welcher dann sehr niederohmig sein soll, was scheinbar auch wieder ein elektrischer Vorteil ist.
Frage: Wie werden Resonanzfrequenzen von Tesla (Luft-) spulen berechnet ?
LG Benno
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Wie man Teslaspulen berechnet, könnte ich auch nur ergoogeln.
Ansonsten - Die beschriebene Instabilität für ich darauf zurück, dass
die Rückkopplung fest genug ist, um auch etwas neben der Resonannz einzurasten.
Dagegen hilft Abschwächungt der Rückkopplung.
Und die beschriebenen Blindleistungen sind, bei entsprechend hohem Q-Faktor,
vermutlich nicht zu vermeiden. Andererseits ist ein hoher Q-Faktor vermeidbar,
oder unter dem Aspekt der Effizienz eben doch keine gute Idee.
Es muß coch auch möglich sein, mit moderatem Q-Faktor die Spannung
entsprechend hochzutransformieren, z.B. durch ein höheres Übersetzungsverhältnis.
Ich könnte mir eine Halbbrücke vorstellen, die in einen Serienschwingkreis Leistung pumpt, wobei eine phasenempfindliche Rückkopplung das ganze System automatisch auf die Resonanzfrequenzz bringt.
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Wie man Teslaspulen berechnet, könnte ich auch nur ergoogeln.
Ansonsten - Die beschriebene Instabilität für ich darauf zurück, dass
die Rückkopplung fest genug ist, um auch etwas neben der Resonannz einzurasten.
Dagegen hilft Abschwächungt der Rückkopplung.
Und die beschriebenen Blindleistungen sind, bei entsprechend hohem Q-Faktor,
vermutlich nicht zu vermeiden. Andererseits ist ein hoher Q-Faktor vermeidbar,
oder unter dem Aspekt der Effizienz eben doch keine gute Idee.
Es muß coch auch möglich sein, mit moderatem Q-Faktor die Spannung
entsprechend hochzutransformieren, z.B. durch ein höheres Übersetzungsverhältnis.
Ich könnte mir eine Halbbrücke vorstellen, die in einen Serienschwingkreis Leistung pumpt, wobei eine phasenempfindliche Rückkopplung das ganze System automatisch auf die Resonanzfrequenzz bringt.
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Ja.. aber damit kann man kein Plasma betreiben sondern nur ab und an ein Fünkchen hinkriegen, so oft der 555 eben will.
Benno, wie schon im vorigen Beitrag geschrieben: es MUSS auch dann ein Schwingkreis bestehen bleiben, wenn das Plasma die paar pF Streukapazität kurzgeschlossen hat. Dieser Schwingkreis soll im MHz-Bereich arbeiten, damit das Plasma stabil brennt. Wir sind aber nicht gezwungen, diesen Schwingkreis mit der vollen Frequenz anzufachen, weil das Plasma keine hohe Dämpfung bewirken wird.
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Zitat:Original geschrieben von Rumgucker
Ok. Seh ich auch so. Dann werde ich mich hier mal intensiver einbringen.
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Der hochfrequente Schwingkreis VOR DER Zündung besteht aus Spule und Streukapazität.
Der hochfrequente Schwingkreis NACH der Zündung besteht aus Spule und Plasma und ... ähem... wo ist die Kapazität geblieben?
Richtig: wir brauchen also ne zusätzliche Schwingkreiskapazität, wenn wir nicht nur ein paar Funken prasseln lassen wollen, sondern ein Plasma erhalten möchten. Das geht über die Tesla-Spielchen hinaus, weil sich der schon mit gelegentlichen Blitzen begnügte.
Das Plasma schließt nach der Zündung die Streukapazität kurz. Die Resonanzfrequenz nach der Zündung liegt wesentlich tiefer als vor der Zündung.
Sowohl vor als auch nach der Zündung genügt ein gelegentliches Anfachen der Schwingungen, da die Leitungsverluste im Plasma relativ gering sind.
Einverstanden?
Noch nicht so ganz. Jedenfalls würde ich auch das Ganze von hinten nach vorne entwickeln, d.h. Plasma - Teslatrafo - Ansteuerelektronik.
Zu Deinen Annahmen: Ich denke dass nach der Zündung das Plasma einen niedrigen Innenwiderstand darstellt, was den Kreis dämpfen würde, aber nicht zwansläufig die Resonanzfrequenz absenkt.
Oder aber das Plasma hat einen neg differentiellen Widerstand, wir wir ihn von Gasentladungen kennen. Das könnte dann theroretisch sogar noch den Kreis entdämpfen.
Es wäre jedenfall hilfreich, erstmal zu wissen wie die Impedanzverhältnisse längs des Plasmas in etwa aussehen.
Ob es besser ist, mit Pulsen oder einem kontinuierlichen HF-Strom zu arbeiten, ist in diesem Stadium schwer zu sagen.
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Zitat:Original geschrieben von Rumgucker
Vor Zündung: Spule - Streukapazität - diskrete Kapazität
Nach Zündung: Spule - Plasma - diskrete Kapazität
Also nach Zündung: Resonanzfrequenz niedriger...
Diese knappe Erklärung erschließt sich mir nicht.
Willst Du damit sagen, dass nach Zündung die Plasmastrecke eine zusätzliche Kapazität darstellt?
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(Alle Zahlen als Beispiele)
Vor Zündung:
Spule = 10 uH in Serie zu 5 pF Streukapazität in Serie zu 100 pF diskrete Kapazität
Die Frequenz wird wesentlich von 10 uH in Serie mit 5 pF bestimmt
Nach der Zündung überbrückt das gut leitende Plasma die 5 pF, schließt sie kurz.
Nun ergibt sich folgender Resonanzkreis:
Spule = 10 uH [D]in Serie zu 5 pF Streukapazität[/D] in Serie zu 100 pF diskrete Kapazität
Die Frequenz wird wesentlich von 10 uH in Serie mit 100 pF bestimmt
Also Frequenz nach der Zündung geringer als vor der Zündung.
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Frage:
warum hat Gucki 100 pF diskrete Kapazität genommen?
Antwort:
weil ohne Kapazität nach Zündung kein Schwingkreis mehr da wäre (den man mit geringer Spannung und/oder geringerer Frequenz antreiben könnte)
Frage:
warum hat Gucki gerade 100 pF als diskrete Kapazität genommen?
Antwort:
weils ein HV-Kondi sein muss, denn an ihm fällt die ganze Plasmaspannung ab (nicht aber die Zündspannung, was ein großer Vorteil ist).
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Aja, ich beginne zu verstehen
Wie dieser Spagat zwischen hoher Zündspannung und mittlerer Brennspannung zu bewältigen ist, werde ich mir gelegentlich mal
ansehen. Stichwort: LLC-converter, HID-lamps etc
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